(57)【要約】  第１基地局が、第１基地局用の重み係数と第２基地局用の重み係数との組み合わせを示す特定情報を当該移動端末から受信する無線受信部と、この受信された特定情報を第２基地局へ転送する転送部と、最新の特定情報により特定される第１基地局用の重み係数を用いて、第１基地局及び第２基地局が所定タイミングで当該移動端末へ協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第１プリコーディング部と、を含み、第２基地局が、第１基地局から転送された特定情報を受信する情報受信部と、最新の特定情報であって上記所定タイミングで協調送信するためのデータ信号のプリコーディングに用いられた第１基地局用の重み係数とは異なる特定情報によって特定される第２基地局用の重み係数を用いて、上記所定タイミングで第１基地局から送信されるデータ信号と協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第２プリコーディング部と、を含む。
2011042977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局のうちの少なくとも第１基地局及び第２基地局が協調して移動端末宛てのデータ信号をそれぞれ送信する無線通信システムにおいて、
前記第１基地局が、
前記第１基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値、及び、前記第２基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値に応じて決定された第１基地局用の重み係数と第２基地局用の重み係数との組み合わせを示す特定情報を前記移動端末から受信する無線受信部と、
前記無線受信部により受信された特定情報を前記第２基地局へ転送する転送部と、
前記無線受信部により受信された特定情報のうち最新の特定情報により特定される第１基地局用の重み係数を用いて、前記第１基地局及び前記第２基地局が所定タイミングで前記移動端末へ協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第１プリコーディング部と、
を含み、
前記第２基地局が、
前記第１基地局から転送された特定情報を受信する情報受信部と、
前記情報受信部により受信された特定情報のうちの最新の特定情報であって前記所定タイミングで協調送信するためのデータ信号のプリコーディングに用いられた第１基地局用の重み係数とは異なる特定情報によって特定される第２基地局用の重み係数を用いて、前記所定タイミングで前記第１基地局から送信されるデータ信号と協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第２プリコーディング部と、
を含むことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第１基地局は、
前記第１基地局と前記第２基地局との間の通信遅延時間を前記移動端末へ通知する通知部を更に含み、
前記第１基地局用の重み係数は、前記通信遅延時間前に決定された第２基地局用の重み係数であって該第１基地局用の重み係数でプリコーディングされるデータ信号と協調して前記第２基地局から送信されるデータ信号に対して前記第２プリコーディング部で利用される第２基地局用の重み係数を用いて決定された値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
複数の基地局のうちの少なくとも第１基地局及び第２基地局が協調して移動端末宛てのデータ信号をそれぞれ送信する無線通信システムにおいて、
前記第１基地局が、
前記第１基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値、及び、前記第２基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値に応じて決定された第１基地局用の重み係数を示す特定情報を前記移動端末から受信する無線受信部と、
前記無線受信部により受信された特定情報のうち最新の特定情報により特定される第１基地局用の重み係数を用いて、前記第１基地局及び前記第２基地局が所定タイミングで前記移動端末へ協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第１プリコーディング部と、
を含み、
前記第２基地局が、
予め決められた固定値である前記第２基地局用の重み係数を用いて、前記所定タイミングで前記第１基地局から送信されるデータ信号と協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第２プリコーディング部と、
を含む、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
前記第１基地局は、
前記第１基地局と協調して前記移動端末宛てのデータ信号を送信する前記第２基地局以外の他の基地局、及び、前記第２基地局からの各信号の前記移動端末での受信状況をそれぞれ示す各状況情報を前記移動端末からそれぞれ受信する状況情報受信部と、
前記状況情報受信部により受信された前記各状況情報に基づいて、前記移動端末宛てに協調送信されるデータ信号を送信するための前記第１基地局の送信アンテナ数を決定し、更に、前記第２基地局及び前記他の基地局の中から、前記第１基地局と協調して前記移動端末宛てのデータ信号を送信する少なくとも１つの基地局を決定する形態決定部と、
を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
少なくとも第１基地局及び第２基地局が協調して送信するデータ信号をそれぞれ受信する移動端末において、
前記第１基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態を示す第１推定値、及び、前記第２基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態を示す第２推定値をそれぞれ算出する算出部と、
前記第１基地局でのプリコーディングに利用される第１重み係数と前記第２基地局でのプリコーディングに利用される第２重み係数との複数の組み合わせを格納する格納部と、
前記算出部で算出された第１推定値及び第２推定値を用いて前記移動端末宛てに第１基地局及び第２基地局から協調送信されるデータ信号のプリコーディングに利用される第１重み係数と第２重み係数との組み合わせを前記格納部に格納される複数の組み合わせの中から選択する選択部と、
前記選択部で選択された組み合わせを特定するための特定情報をその選択されたタイミング毎に保持する保持部と、
前記第１基地局と前記第２基地局との間の通信遅延時間を前記第１基地局から受信する受信部と、
を備え、
前記選択部は、前記第１基地局及び前記第２基地局が前記移動端末へ協調送信するデータ信号のプリコーディングに利用される第１重み係数と第２重み係数との組み合わせを選択する際に、前記受信部で受信された通信遅延時間前に選択された組み合わせに含まれる第２重み係数を前記保持部から取得し、前記格納部に格納される該取得された第２重み係数を含む組み合わせの中から、前記算出部で算出された第１推定値及び第２推定値に基づいて第１重み係数を決定する、
ことを特徴とする移動端末。
【請求項６】
複数の基地局のうちの少なくとも第１基地局及び第２基地局が協調して移動端末宛てのデータ信号をそれぞれ送信する協調通信方法において、
前記第１基地局が、
前記第１基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値、及び、前記第２基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値に応じて決定された第１基地局用の重み係数と第２基地局用の重み係数との組み合わせを示す特定情報を前記移動端末から受信し、
前記受信された特定情報を前記第２基地局へ転送し、
前記受信された特定情報のうち最新の特定情報により特定される第１基地局用の重み係数を用いて、前記第１基地局及び前記第２基地局が所定タイミングで前記移動端末へ協調送信するためのデータ信号をプリコーディングし、
前記第２基地局が、
前記第１基地局から転送された特定情報を受信し、
前記受信された特定情報のうちの最新の特定情報であって前記所定タイミングで協調送信するためのデータ信号のプリコーディングに用いられた第１基地局用の重み係数とは異なる特定情報によって特定される第２基地局用の重み係数を用いて、前記所定タイミングで前記第１基地局から送信されるデータ信号と協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする、
ことを特徴とする協調通信方法。
【請求項７】
複数の基地局のうちの少なくとも第１基地局及び第２基地局が協調して移動端末宛てのデータ信号をそれぞれ送信する協調通信方法において、
前記第１基地局が、
前記第１基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値、及び、前記第２基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値に応じて決定された第１基地局用の重み係数を示す特定情報を前記移動端末から受信し、
前記受信された特定情報のうち最新の特定情報により特定される第１基地局用の重み係数を用いて、前記第１基地局及び前記第２基地局が所定タイミングで前記移動端末へ協調送信するためのデータ信号をプリコーディングし、
前記第２基地局が、
予め決められた固定値である前記第２基地局用の重み係数を用いて、前記所定タイミングで前記第１基地局から送信されるデータ信号と協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする、
ことを特徴とする協調通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの基地局が協調して１つの移動端末にデータ信号を送信する無線通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の次世代の高速伝送通信では、プリコーディング（Precoding）と呼ばれる技術が採用されている。プリコーディングは、基地局の複数の送信アンテナから送信される各信号に予め重み係数をそれぞれ乗算することで、移動端末で受信される信号の品質を改善する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０９６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、セル端に位置する移動端末の受信信号品質の向上を目的とする技術として、少なくとも２つの基地局（送信局）が協調して１つの移動端末（受信局）にデータを送信する技術が提案されている。このような技術は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、協調マルチポイント送受信（Cooperative(Coordinated or Collaborative) Multiple-Point transmission and reception；以降、ＣｏＭＰと表記する）と呼ばれる。【０００５】
ＣｏＭＰにおいても、ＬＴＥで用いられたプリコーディングを適用することが考えられる。【０００６】
本発明の一態様に係る課題は、少なくとも２つの基地局が協調して１つの移動端末にデータ信号を送信する際に移動端末での受信品質を向上させる無線通信技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様の一つは、複数の基地局のうちの少なくとも第１基地局及び第２基地局が協調して移動端末宛てのデータ信号をそれぞれ送信する無線通信システムに関する。本態様における無線通信システムでは、第１基地局が、第１基地局と移動端末との間の伝搬路状態の推定値、及び、第２基地局と移動端末との間の伝搬路状態の推定値に応じて決定された第１基地局用の重み係数と第２基地局用の重み係数との組み合わせを示す特定情報を当該移動端末から受信する無線受信部と、この無線受信部により受信された特定情報を第２基地局へ転送する転送部と、上記無線受信部により受信された特定情報のうち最新の特定情報により特定される第１基地局用の重み係数を用いて、第１基地局及び第２基地局が所定タイミングで当該移動端末へ協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第１プリコーディング部と、を含み、第２基地局が、第１基地局から転送された特定情報を受信する情報受信部と、この情報受信部により受信された特定情報のうちの最新の特定情報であって上記所定タイミングで協調送信するためのデータ信号のプリコーディングに用いられた第１基地局用の重み係数とは異なる特定情報によって特定される第２基地局用の重み係数を用いて、上記所定タイミングで第１基地局から送信されるデータ信号と協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第２プリコーディング部と、を含む。【０００８】
本発明の他の態様における無線通信システムでは、第１基地局が、第１基地局と移動端末との間の伝搬路状態の推定値、及び、第２基地局と移動端末との間の伝搬路状態の推定値に応じて決定された第１基地局用の重み係数を示す特定情報を前記移動端末から受信する無線受信部と、この無線受信部により受信された特定情報のうち最新の特定情報により特定される第１基地局用の重み係数を用いて、第１基地局及び第２基地局が所定タイミングで当該移動端末へ協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第１プリコーディング部と、を含み、第２基地局が、予め決められた固定値である第２基地局用の重み係数を用いて、上記所定タイミングで第１基地局から送信されるデータ信号と協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第２プリコーディング部と、を含む。【０００９】
更に、他の態様として、上述のような無線通信システムで実行される協調通信方法等であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様によれば、少なくとも２つの基地局が協調して１つの移動端末にデータ信号を送信する際に移動端末での受信品質を向上させる無線通信技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における無線通信システムのシステム構成例を示す図。
【図２】移動端末の一部構成例を示す図。
【図３】実施例１におけるコードブックの例を示す図。
【図４】供給局となる基地局１−１の一部構成例を示す図。
【図５】実施例１において各重み係数が供給局１−１及び協調局１−２において送信データにそれぞれ適用される時間の関係の例を示す図。
【図６】実施例２における無線通信システムのシステム構成例を示す図。
【図７】実施例２において各重み係数が供給局１−１、協調局１−２及び１−３において送信データに適用される時間の関係の例を示す図。
【図８】実施例３における無線通信システムの構成例を示す図。
【図９】実施例３における受信局２の一部構成例を示す図。
【図１０】実施例３におけるＰＭＩ選択処理を示す概念図。
【図１１】実施例４におけるＰＭＩ選択処理を示す概念図。
【図１２】実施例４における手法を用いた場合と従来手法を用いた場合との各計算機シミュレーションの結果を示す図。
【図１３】４つの送信局を備える無線通信システムの構成例を示す図。
【図１４】送信アンテナの割り当て例を示す図。
【図１５】実施例４の変形例における受信局２の一部構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、一実施形態としての移動通信システムについて具体例を挙げ説明する。以下に挙げた各実施例はそれぞれ例示であり、本実施形態は以下の各実施例の構成に限定されない。
【実施例１】
【００１３】
図１は、実施例１における無線通信システムのシステム構成例を示す図である。図１に示すように、実施例１における無線通信システムは、移動端末２と無線通信可能な複数の基地局１−１及び１−２を含む。以降、移動端末を受信局と表記し、基地局を送信局と表記する場合もある。実施例１における無線通信システムは、ＣｏＭＰ技術を採用することにより、少なくとも２つの基地局が協調して１つの移動端末にデータを送信することを可能とする。【００１４】
以降、複数の基地局が協調して１つの移動端末にデータを送信するとは、複数の基地局が同一送信タイミングで１つの移動端末宛てのデータを送出することを意味するものとする。なお、同一送信タイミングとは、全く同一のタイミングのみならず、全く同一ではないが極めて近いタイミングも含む意味を示す。【００１５】
ＣｏＭＰでは、協調する複数の送信局のうちのいずれか１つの送信局と受信局との間でアップリンクが確立される。受信局２とアップリンクを確立する送信局は、供給局、サービング（serving）ｅＮＢ等と呼ばれる（以降、供給局と表記する）。供給局以外の送信局で受信局にデータを送信する送信局は、協調局、コラボレイティブ（collaborative）ｅＮＢ等と呼ばれる（以降、協調局と表記する）。図１の例では、送信局１−１が供給局であり、送信局１−２が協調局である。送信局１−１及び１−２は、Ｘ２インタフェースや光ファイバなどで互いに有線接続される。【００１６】
〔移動端末の構成〕
図２は、移動端末の一部構成例を示す図である。移動端末（受信局）２は、その構成の一部に、受信アンテナ２１、受信側無線部２２、伝搬路推定部２３、ＰＭＩ選択部２４、チャネル符号化部２５、変調部２６、送信側無線部２７、送信アンテナ２８等を含む。これら各ユニットは、ソフトウェアの構成要素又はハードウェアの構成要素、若しくはこれらの組み合わせとしてそれぞれ実現される（＜その他＞の項参照）。以降、ＣｏＭＰが適用されている場合の各ユニットの処理について説明する。【００１７】
受信アンテナ２１を介して受信信号が入力されると、受信側無線部２２は、この受信信号に対して周波数変換等を施すことによりベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号を伝搬路推定部２３に出力する。ＣｏＭＰが適用されている場合には、受信アンテナ２１では供給局１−１及び協調局１−２からそれぞれ信号が受信される。【００１８】
伝搬路推定部２３は、受信側無線部２２からベースバンド信号を受けると、この信号に含まれるパイロット信号から伝搬路推定値を求める。ＣｏＭＰ適用時には、伝搬路推定部２３は、供給局１−１及び協調局１−２から送信された各信号に基づいて、受信局２の受信アンテナ２１と送信局１−１及び１−２の各送信アンテナとの間の各伝搬路の状態をそれぞれ推定する。伝搬路の状態は、使用周波数帯域、信号の径路等に応じて、時々刻々変化する。伝搬路推定部２３は、所定の時間間隔で、伝搬路推定値を求める。受信アンテナ２１と供給局１−１の送信アンテナとの間の伝搬路の伝搬路推定値ｈAと表記し、受信アンテナ２１と協調局１−２の送信アンテナとの間の伝搬路の伝搬路推定値ｈBと表記する。伝搬路推定部２３は、推定された伝搬路推定値ｈA及びｈBをＰＭＩ選択部２４に出力する。なお、伝搬路推定部２３による伝搬路推定手法は、公知の手法の何れを用いてもよい。【００１９】
ＰＭＩ選択部２４は、伝搬路推定部２３から伝搬路推定値を入力として得る。ＰＭＩ選択部２４は、伝搬路推定値ｈA及びｈBに基づいて、供給局１−１で用いられる重み係数ｗAと、協調局１−２で用いられる重み係数ｗBとを決定する。ＰＭＩ選択部２４による、重み係数ｗA及びｗBの決定処理は以下の通りである。【００２０】
供給局１−１と協調局１−２が協調してデータｄを受信局２に送信した場合、受信局２が時刻ｔにおいて受信する受信信号は、伝搬路推定値ｈA（ｔ）及びｈB（ｔ）、重み係数ｗA（ｔ）及びｗB（ｔ）を用いて以下の（式１）で表わされる。ｎは、雑音信号を示す。【００２１】
【数１】
2011042977.tif 000003
ここで、受信信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）は、以下の（式２）で示される。σ2は雑音電力を示す。【００２２】
【数２】
2011042977.tif 000004
ＰＭＩ選択部２４は、受信信号の品質が最良となる、即ち、ＳＮＲが最大となるように、重み係数ｗA（ｔ）及びｗB（ｔ）を決定する。上記（式２）に示されるようにＳＮＲが最大となるには（式２）の分子が最大となればよいので、ＰＭＩ選択部２４は、（式２）の分子を最大とする各重み係数をそれぞれ決定する。【００２３】
ＰＭＩ選択部２４は、重み係数ｗA（ｔ）及びｗB（ｔ）の組み合わせを示す各プリコーディングマトリクス（以降、ＰＭと表記する）と、各ＰＭを特定するための各プリコーディングマトリクスインジケータ（以降、ＰＭＩと表記する）との対応表をそれぞれ保持する。以降、この対応表をコードブックと表記する。【００２４】
図３は、実施例１におけるコードブックの例を示す図である。図３に示すコードブックにおいて、例えば、ＰＭの第１要素が重み係数ｗA（ｔ）を示し、ＰＭの第２要素が重み係数ｗB（ｔ）を示す。ＰＭＩ選択部２４は、このコードブックから上記（式２）の分子が最大となる重み係数ｗA（ｔ）及びｗB（ｔ）の組み合わせ、即ちＰＭを決定し、このＰＭに対応するＰＭＩを選択する。ＰＭＩ選択部２４は、選択されたＰＭＩを供給局１−１宛てのＰＭＩ報告値としてチャネル符号化部２５に出力する。【００２５】
チャネル符号化部２５は、ＰＭＩ選択部２４からＰＭＩ報告値を受けると、所定の符号化方式により当該ＰＭＩ報告値を含むデータを符号化する。チャネル符号化部２５は、符号化されたデータを変調部２６に出力する。【００２６】
変調部２６は、チャネル符号化部２５から送られた符号化データを所定の変調方式により変調し、変調されたデータを送信側無線部２７に出力する。送信側無線部２７は、変調部２６から変調されたデータを入力されると、入力されたデータを高周波信号に変換して、送信アンテナ２８に出力する。高周波信号は、送信アンテナ２８を通じて、宛先である供給局１−１に送信される。【００２７】
〔基地局の構成〕
図４は、供給局となる基地局１−１の一部構成例を示す図である。供給局１−１は、その構成の一部に、チャネル符号化部１１、変調部１２、プリコーディング部１３、送信側無線部１４、送信アンテナ１５−１から１５−Ｎ（Ｎは０を含まない自然数）、受信アンテナ１６、受信側無線部１７、復調部１８、システム内インタフェース制御部１９、ＣｏＭＰ制御部１０等を含む。これら各ユニットは、ソフトウェアの構成要素又はハードウェアの構成要素、若しくはこれらの組み合わせとしてそれぞれ実現される（＜その他＞の項参照）。【００２８】
チャネル符号化部１１は、受信局２宛ての送信データを他の処理部（図示せず）から受けると、その送信データに対して所定の符号化方式により符号化を行う。チャネル符号化部１１は、符号化されたデータ系列を変調部１２に出力する。【００２９】
変調部１２は、当該符号化されたデータ系列を受けると、そのデータ系列を所定の変調方式で変調する。変調部１２は、この変調されたデータ系列をプリコーディング部１３に出力する。【００３０】
プリコーディング部１３は、当該変調データ系列に適用すべき重み係数を決定し、この重み係数を用いてその変調データ系列をプリコーディングする。プリコーディング部１３は、このプリコーディングされることで生成されたデータ信号を送信側無線部１４へ送る。なお、プリコーディング部１３による重み係数の決定方法については後述する。【００３１】
送信側無線部１４は、プリコーディング部１３からデータ信号を受けると、このデータ信号を高周波信号に変換して、この高周波信号を複数の送信アンテナ１５−１から１５−Ｎのうちの受信局２のために割り当てられた送信アンテナに送る。実施例１では、１つの送信アンテナから受信局２宛ての無線信号が送信される。【００３２】
受信アンテナ１６では、受信局２から送信された信号が受信される。受信側無線部１７は、この受信信号に対して周波数変換等を施すことによりベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号を復調部１８へ送る。【００３３】
復調部１８は、このベースバンド信号を復調することにより受信データを得る。復調部１８は、このように得られた受信データをＣｏＭＰ制御部１０へ送る。この受信データには、受信局２から報告されたＰＭＩ報告値が含まれる。なお、本実施形態では、ＰＭＩ報告値の受信局２から供給局１−１への伝送手法を限定するものではないため、ここでは説明を省略する。【００３４】
システム内インタフェース制御部１９は、協調局１−２及び基地局制御装置（図示せず）等のシステム内の少なくとも１つの装置との間の通信を制御する。このシステム内インタフェースには、Ｘ２インタフェースが含まれる。システム内インタフェース制御部１９は、ＣｏＭＰ制御部１０から転送されるＰＭＩ報告値を受け、このＰＭＩ報告値を協調局１−２へ転送する。また、システム内インタフェース制御部１９は、基地局制御装置（図示せず）からＣｏＭＰの開始及び停止の指示や供給局である旨の指定等を受けた場合には、これら情報をＣｏＭＰ制御部１０へ送る。なお、ＣｏＭＰの開始及び停止の指示や供給局である旨の指定等については、供給局１−１自身が決定するようにしてもよい。【００３５】
ＣｏＭＰ制御部１０は、復調部１８から送られる受信データ及びシステム内インタフェース制御部１９から送られる情報に基づいて、ＣｏＭＰの適用対象となる受信局２に関する情報、その受信局２からのＰＭＩ報告値、自身が供給局か協調局であるかを示す情報等を管理する。ＣｏＭＰ制御部１０は、ＰＭＩ報告値を受けると、そのＰＭＩ報告値と共に、そのＰＭＩ報告値で特定されるＰＭ内の使用要素番号及びそのＰＭＩの送信元となる受信局２に関する情報をプリコーディング部１３に送る。このとき、ＣｏＭＰ制御部１０は、そのＰＭＩ報告値を、協調局で使用される要素番号及び受信局２に関する情報と共にシステム内インタフェース制御部１９を介して協調局１−２へ送る。【００３６】
上述のプリコーディング部１３は、ＰＭ選択部１３１、ＰＭＩ報告値保持部１３２、コードブック１３３等を含む。コードブック１３３は、受信局２が有するコードブック（上述の図３の例）と共通である。ＰＭＩ報告値保持部１３２は、ＣｏＭＰ制御部１０から送られるＰＭＩ報告値をその送信元の受信局２を特定する情報等と共に保持する。【００３７】
ＰＭ選択部１３１は、ＰＭＩ報告値保持部１３２に保持されるＰＭＩ報告値のうち最新のＰＭＩ報告値に対応するＰＭから、ＣｏＭＰ制御部１０から送られた使用要素番号の重み係数を読み出す。この読み出された重み係数は、そのＰＭＩ報告値の送信元である受信局２宛ての送信データのプリコーディングに利用される。【００３８】
供給局である送信局１−１の構成については上述のとおりであるが、協調局である送信局１−２についても基本的には図４に示す送信局１−１と同様の構成を有する。協調局１−２は、受信局２からＰＭＩ報告値を直接受けず、供給局１−１からＰＭＩ報告値を受ける点、及び、ＣｏＭＰが適用される受信局２との間で無線リンクが確立されていない点において供給局１−１と相違する。【００３９】
〔ＰＭ選択動作〕
このように、供給局１−１は、受信局２から無線送信されたＰＭＩ報告値に基づいて重み係数を選択し、一方で、協調局１−２は、供給局１−１から転送されるＰＭＩ報告値に基づいて重み係数を選択する。このため、受信局２宛ての送信データを供給局１−１及び協調局１−２が協調して送出している場合に、或る時点で供給局１−１及び協調局１−２に到達している当該受信局２のための各ＰＭＩ報告値にはずれが生ずる。【００４０】
図５は、受信局２からのＰＭＩ報告値に基づく各重み係数が供給局１−１及び協調局１−２において送信データにそれぞれ適用される時間の関係の例を示す図である。図５には、横軸に時間ｔが示され、１ミリ秒（ｍｓ）毎にＰＭＩ報告値が受信局２から供給局１−１に報告される例が示される。【００４１】
受信局２ではＰＭＩ選択部２４が供給局１−１及び協調局１−２からの各パイロット信号に基づいて推定された伝搬路推定値ｈA及びｈBに基づいてＰＭを選択する。このとき選択されているＰＭは、受信局２における受信信号のＳＮＲが最大となる重み係数の組み合わせを示す。このＰＭに含まれる各重み係数は供給局１−１で受信局２宛てのデータに対して適用される重み係数、及び、協調局１−２で受信局２宛てのデータに対して適用される重み係数である。図５では、時間ｔ０において重み係数Ａ１及びＢ１を含むＰＭが選択される例が示される。受信局２は、このＰＭを特定するためのＰＭＩ（１）をＰＭＩ報告値として供給局１−１へ送信する。【００４２】
供給局１−１ではＣｏＭＰ制御部１０が上記ＰＭＩ（１）を受信し、プリコーディング部１３がこのＰＭＩ（１）で特定されるＰＭの所定の要素から抽出される重み係数Ａ１を用いて受信局２宛てのデータ信号をプリコーディングする。図５の例では、時間ｔ２において、重み係数Ａ１でプリコーディングされた信号が供給局１−１から送信される。【００４３】
一方で、当該ＰＭＩ（１）は、システム内インタフェース制御部１９を介して供給局１−１から協調局１−２へ転送される。これにより、協調局１−２は、供給局１−１と同様に、このＰＭＩ（１）で特定されるＰＭの所定の要素から抽出される重み係数Ｂ１を用いて受信局２宛てのデータ信号をプリコーディングする。図５の例では、時間ｔ８において、重み係数Ｂ１でプリコーディングされた信号が協調局１−２から送信される。【００４４】
このように、時間ｔ０において選択されたＰＭＩ（１）が供給局１−１及び協調局１−２の各プリコーディングでそれぞれ適用されるまでには時間ｔ２及びｔ８の各タイムラグが生ずる。以降、受信局２がＰＭＩ（１）を送信してから供給局１−１がそのＰＭＩ（１）を適用した信号を送信するまでの時間を報告遅延時間ＸAと表記し、受信局２がＰＭＩ（１）を送信してから協調局１−２がそのＰＭＩ（１）を適用した信号を送信するまでの時間を報告遅延時間ＸBと表記する。送信局間の通信遅延は例えば４０（ｍｓ）程度である。結果、報告遅延時間ＸBにとって送信局間の通信遅延が支配的となる。なお、図５では、説明の便宜のために、供給局１−１の報告遅延時間ＸA＝２ｍｓ、協調局１−２の報告遅延時間ＸB＝８ｍｓとして示されている。【００４５】
受信局２で選択されたＰＭＩには最新の伝搬環境が反映されているため、そのＰＭＩが決定されてからそのＰＭＩでプリコーディングされた信号が送信されるまでの時間は短いほうが好ましい。伝搬環境は時々刻々と変化するからである。ところが、上述のように受信局２から報告されたＰＭＩが協調局１−２へ届くまでには送信局間の通信遅延が含まれるため、ＰＭＩ決定時の伝搬環境とそのＰＭＩが協調局１−２へ届いたときの伝搬環境との相関は低くなる場合がある。【００４６】
ところで、ＰＭＩ報告値は或るＰＭを特定するための値であるため、或る時点で１つの受信局２宛ての各データ信号をプリコーディングする場合には、そのＰＭの各要素がそれぞれ適用されることが最も望ましい。これは、上述したように受信局２での受信信号のＳＮＲが最大となるような重み係数の組み合わせとしてＰＭが決定されているからである。そこで、図５の例における時間ｔ８において、協調局１−２が最新の伝搬環境が反映されたＰＭＩ（１）で特定される重み係数Ｂ１を適用し、供給局１−１が同様のＰＭＩ（１）で特定される重み係数Ａ１を適用することが考えられる。【００４７】
しかしながら、時間ｔ８には、供給局１−１には、ＰＭＩ（１）からＰＭＩ（７）までの値が報告されているため、供給局１−１にとっては最新の伝搬環境が反映されたＰＭＩ報告値はＰＭＩ（７）である。そこで、実施例１における供給局１−１は、最新の伝搬環境が反映されたＰＭＩ（７）により特定される重み係数Ａ７を適用する。これにより、実施例１では、供給局１−１及び協調局１−２において協調して送信される各データへのプリコーディングにはそれぞれ異なるＰＭＩで特定されるＰＭの各要素がそれぞれ利用されることになる。【００４８】
このようにすれば、供給局１−１及び協調局１−２において適用される各重み係数は最適な組み合わせとして決定されたものとはならないが、供給局１−１は、最新の伝搬環境が反映された重み係数を用いてプリコーディングを行うことができる。従って、供給局１−１及び協調局１−２において１つのＰＭＩにより特定される各重み係数が利用される場合に較べて、少なくとも、供給局１−１から送信された信号の受信局２での受信品質を向上させることができる。【００４９】
［実施例１の補足］
実施例１における上記説明では、供給局１−１及び協調局１−２においてＣｏＭＰで利用される送信アンテナの数については言及していないが、供給局１−１及び協調局１−２はそれぞれ複数の送信アンテナを用いてＣｏＭＰを実行してもよい。【００５０】
供給局１−１の受信局２へのデータ送信に用いられる送信アンテナ数をＮtA（０を含まない自然数）と表記し、協調局１−２の受信局２へのデータ送信に用いられる送信アンテナ数をＮtB（０を含まない自然数）と表記する。この場合、供給局１−１及び協調局１−２での伝搬路推定値及び重み係数は以下のようにベクトル表記することができる。【００５１】
【数３】
2011042977.tif 000005
受信局２が時刻ｔに受信する受信信号は、以下の（式３）で示される。【００５２】
【数４】
2011042977.tif 000006
受信局２は、受信信号のＳＮＲが最大となるＰＭをコードブックから選択すればよいので、以下の（式４）が最大となるＰＭを選択する。【００５３】
【数５】
2011042977.tif 000007
このように、供給局１−１及び協調局１−２で用いられる送信アンテナが複数の場合でも、実施例１におけるプリコーディングを実行することができる。また、各送信局がＰＭのどの要素を用いるかといった割り当ては、予めシステムで決められていてもよいし、基地局制御装置（図示せず）等から通知されるようにしてもよいし、供給局１−１が決めるようにしてもよいし、受信局２から通知されるようにしてもよい。
【実施例２】
【００５４】
実施例２における無線通信システムは、３以上の送信局が協調して１つの受信局にデータを送信するＣｏＭＰを実行する。以下の説明では、実施例１と重複する説明は省略される。【００５５】
図６は、実施例２における無線通信システムのシステム構成例を示す図である。実施例２における無線通信システムは、基地局１−１、１−２及び１−３を含む。図６の例では、送信局１−１が供給局であり、送信局１−２及び１−３が協調局である。各送信局はそれぞれ通信可能に接続される。実施例２における送信局１−１、１−２及び１−３、並びに受信局２はそれぞれ実施例１と同様の構成を有する。以下、各構成のうち実施例１と異なる処理を実行するユニットについてのみ説明する。【００５６】
受信局２では、伝搬路推定部２３が供給局１−１、協調局１−２及び１−３からの各パイロット信号からそれぞれ伝搬路推定値ｈA、ｈB、ｈBを取得する。このとき、供給局１−１、協調局１−２及び１−３の各送信アンテナで送信される信号に用いられる重み係数をそれぞれベクトルｗA、ｗB、ｗCで示し、供給局１−１、協調局１−２及び１−３から同じデータｄが送信される場合に、受信局２の受信信号は、以下の（式５）で表わすことができる。また、受信局２の受信信号のＳＮＲは以下の（式６）で示される。【００５７】
【数６】
2011042977.tif 000008
【００５８】
【数７】
2011042977.tif 000009
受信局２のＰＭＩ選択部２４は、伝搬路推定値ｈA、ｈB、ｈCを用いて、上記（式６）が最大となる各重み係数の組み合わせ（ＰＭ）をコードブックから選択する。なお、実施例２におけるＰＭは、供給局１−１、協調局１−２及び１−３の各送信アンテナ数をＮtA、ＮtB、ＮtCとすると、（ＮtA＋ＮtB＋ＮtC）×１のサイズを持つ。【００５９】
受信局２は、このように選択されたＰＭを特定するＰＭＩ報告値を供給局１−１へ送信する。このＰＭＩ報告値を受信した供給局１−１は、協調局１−２及び１−３にこの受信されたＰＭＩ報告値を転送する。【００６０】
〔ＰＭ選択動作〕
図７は、実施例２において各重み係数が供給局１−１、協調局１−２及び１−３において送信データに適用される時間の関係の例を示す図である。図７には、横軸に時間ｔが示され、１ミリ秒（ｍｓ）毎にＰＭＩ報告値が受信局２から供給局１−１に報告される例が示される。【００６１】
受信局２ではＰＭＩ選択部２４が供給局１−１、協調局１−２及び１−３からの各パイロット信号に基づいて推定された伝搬路推定値ｈA、ｈB及びｈCに基づいてＰＭを選択する。時間ｔ０において重み係数Ａ１、Ｂ１及びＣ１を含むＰＭが選択されるものとする。受信局２は、このＰＭを特定するためのＰＭＩ（１）を供給局１−１へ送信する。【００６２】
供給局１−１ではＣｏＭＰ制御部１０がこのＰＭＩ（１）を受信し、プリコーディング部１３がこのＰＭＩ（１）で特定されるＰＭの所定の要素から抽出される重み係数Ａ１を用いて受信局２宛てのデータ信号をプリコーディングする。図７の例では、時間ｔ２において、重み係数Ａ１でプリコーディングされた信号が供給局１−１から送信される。【００６３】
一方で、当該ＰＭＩ（１）は、システム内インタフェース制御部１９を介して供給局１−１から協調局１−２及び１−３へそれぞれ送信される。これにより、時間ｔ８において、当該ＰＭＩ（１）から抽出される重み係数Ｂ１でプリコーディングされた信号が協調局１−２から送信される。また、時間ｔ１０において、当該ＰＭＩ（１）から抽出される重み係数Ｃ１でプリコーディングされた信号が協調局１−２から送信される。【００６４】
このように、時間ｔ０において選択されたＰＭＩ（１）が供給局１−１、協調局１−２及び１−３の各プリコーディングでそれぞれ適用されるまでには時間ｔ２、ｔ８及びｔ１０の各タイムラグが生ずる。以降、受信局２がＰＭＩ（１）を送信してから供給局１−１がそのＰＭＩ（１）を適用した信号を送信するまでの時間を報告遅延時間ＸAと表記し、受信局２がＰＭＩ（１）を送信してから協調局１−２がそのＰＭＩ（１）を適用した信号を送信するまでの時間を報告遅延時間ＸBと表記し、受信局２がＰＭＩ（１）を送信してから協調局１−３がそのＰＭＩ（１）を適用した信号を送信するまでの時間を報告遅延時間ＸCと表記する。なお、図７では、説明の便宜のために、供給局１−１の報告遅延時間ＸA＝２ｍｓ、協調局１−２の報告遅延時間ＸB＝８ｍｓ、協調局１−３の報告遅延時間ＸC＝１０ｍｓとして示されている。【００６５】
実施例２における無線通信システムでは、協調局が複数存在し、各協調局に供給局１−１からＰＭＩ報告値が届くまでにかかる時間はそれぞれ異なる。結果、受信局２から報告されたＰＭＩが協調局１−２及び１−３へ届くまでにはそれぞれ送信局間の通信遅延が含まれるため、ＰＭＩ決定時の伝搬環境とそのＰＭＩに対応する重み係数が適用された信号が送信される際の伝搬環境との相関は低くなる場合がある。【００６６】
最もＰＭＩ報告値が遅く到達する協調局１−３を基点とすると、時間ｔ１０において、協調局１−３では、最新の伝搬環境を反映するＰＭＩ（１）が利用される。一方で、時間ｔ１０において供給局１−１にはＰＭＩ（１）からＰＭＩ（７）までのＰＭＩ報告値が受信されており、協調局１−２にはＰＭＩ（１）からＰＭＩ（３）までのＰＭＩ報告値が受信されている。そこで、実施例２における供給局１−１は、時間ｔ１０においてＰＭＩ報告値であるＰＭＩ（９）を用いてプリコーディングを行い、協調局１−２は、時間ｔ１０においてＰＭＩ報告値であるＰＭＩ（３）を用いてプリコーディングを行う。【００６７】
このようにすれば、供給局１−１、協調局１−２及び１−３において適用される各重み係数は最適な組み合わせとして決定されたものとはならないが、各送信局はそれぞれ最新の伝搬環境が反映された重み係数を用いてプリコーディングを行うことができる。従って、供給局１−１、協調局１−２及び１−３において１つのＰＭＩにより特定される各重み係数が利用される場合に較べて、少なくとも、供給局１−１及び協調局１−２から送信された信号の受信局２での受信品質を向上させることができる。【００６８】
実施例３における無線通信システムによれば、１つの受信局２に対してＣｏＭＰを適用する送信局の数が３以上の場合でも、上述の実施例１及び２と同様に、受信局２での受信品質を向上させることができる。
【実施例３】
【００６９】
実施例３では、１つの受信局２に対して２つの送信局１−１及び１−２がＣｏＭＰを適用可能な無線通信システムを対象とする。実施例１では、供給局１−１及び協調局１−２において協調して送信される各データ信号へのプリコーディングにはそれぞれ異なるＰＭの要素が利用されていた。結果、実施例１における供給局１−１及び協調局１−２でそれぞれ利用される各重み係数は或るタイミングで最適な組み合わせとして決定された値とはならず、受信局２において異なるタイミングでそれぞれ決定された値となる。そこで、実施例３では、或るタイミングで供給局１−１及び協調局１−２においてそれぞれ利用される各重み係数を相関関係を有するように決定する。【００７０】
図８は、実施例３における無線通信システムの構成例を示す図である。実施例３における無線通信システムは、実施例１と同様の構成を有する。但し、図８に示すように、供給局１−１は、ＣｏＭＰの適用対象である受信局２へのデータ送信に、ＮtA個（ＮtA：０を含まない自然数）の送信アンテナを用い、協調局１−２は、ＮtB個（ＮtB：０を含まない自然数）の送信アンテナを用いる。実施例３における送信局１−１及び１−２はそれぞれ実施例１と同様の構成を有する。実施例３では、受信局２の構成が実施例１と異なる。【００７１】
図９は、実施例３における受信局２の一部構成例を示す図である。実施例３における受信局２は、その構成の一部に、実施例１の構成に加えて更に、遅延時間取得部９１及び重み係数保持部９２を含む。これら各ユニットは、ソフトウェアの構成要素又はハードウェアの構成要素、若しくはこれらの組み合わせとしてそれぞれ実現される（＜その他＞の項参照）。実施例３における受信局２は、遅延時間取得部９１及び重み係数保持部９２、並びにＰＭＩ選択部２４の各処理が実施例１と異なる。以下、この実施例１と異なる構成についてのみ説明する。【００７２】
遅延時間取得部９１は、受信側無線部２２から受けたベースバンド信号を復調及び復号することにより報告遅延時間ＸA及びＸBを取得する。報告遅延時間ＸA及びＸBは、上述したように（図５参照）、受信局２がＰＭＩ（１）を送信してから供給局１−１がそのＰＭＩ（１）を適用した信号を送信するまでの時間、及び、受信局２がＰＭＩ（１）を送信してから協調局１−２がそのＰＭＩ（１）を適用した信号を送信するまでの時間を示す。報告遅延時間ＸA及びＸBは、例えば、ＣｏＭＰを開始するために供給局１−１との間で行われる通信シーケンスにより供給局１−１から送られてくる。遅延時間取得部９１は、取得された報告遅延時間ＸA及びＸBを保持する。【００７３】
重み係数保持部９２は、ＰＭＩ選択部２４で決定された重み係数の組み合わせ（ＰＭ）をその決定タイミングと関連付けてそれぞれ保持する。【００７４】
ＰＭＩ選択部２４は、伝搬路推定部２３から伝搬路推定値ｈA及びｈBを受け、遅延時間取得部９１から報告遅延時間ＸA及びＸBを受ける。ＰＭＩ選択部２４は、これら情報と共に、重み係数保持部９２で保持される重み係数を用いることにより、供給局１−１で用いられる重み係数ｗAと協調局１−２で用いられる重み係数ｗBとを以下のように決定する。【００７５】
図１０は、実施例３におけるＰＭＩ選択処理を示す概念図である。図１０には、横軸に時間ｔが示され、１ミリ秒（ｍｓ）毎にＰＭＩ報告値が受信局２から供給局１−１に報告される例が示される。また、図１０には、送信局間の通信遅延は４０（ｍｓ）程度となるが、説明の便宜のために、供給局１−１の報告遅延時間ＸA＝２ｍｓ、協調局１−２の報告遅延時間ＸB＝８ｍｓとして示されている。【００７６】
ＰＭＩ選択部２４は、報告遅延時間ＸA及びＸBを用いることにより、各タイミングで決定される各重み係数が供給局１−１及び協調局１−２においてどのタイミングで利用されるかを認識することができる。図１０の例によれば、ＰＭＩ選択部２４は、時間（ｔ−ＸA）において決定された重み係数Ａ７が供給局１−１で時間ｔに送信される信号に適用され、時間（ｔ−ＸB）において決定された重み係数Ｂ１が協調局１−２で時間ｔに送信される信号に適用されることを認識することができる。【００７７】
一方で、実施例１では、時間（ｔ−ＸA）及び時間（ｔ−ＸB）ではそれぞれ別々に重み係数の各組み合わせ（Ａ１及びＢ１の組み合わせ、Ａ７及びＢ７の組み合わせ）が決定されていた。この実施例１における手法では、或るタイミングで供給局１−１及び協調局１−２で利用される各重み係数の間の関連性が薄いため、実施例３におけるＰＭＩ選択部２４は、実際に協調して送信される各信号に適用される各重み係数の間に相関関係が生じるように重み係数を決定する。【００７８】
図１０の例によれば、ＰＭＩ選択部２４は、時間ｔにおいて供給局１−１及び協調局１−２から送信される各信号に適用される重み係数の組み合わせ（Ａ７及びＢ１）に応じて、時間（ｔ−ＸA）においては、重み係数Ｂ１を用いて重み係数Ａ７を決定する。具体的には、時間（ｔ−ＸA）において、ＰＭＩ選択部２４は、時間（ｔ−ＸB）に決定された重み係数Ｂ１を重み係数保持部９２から取得し、この重み係数Ｂ１と、そのときに推定されている伝搬路推定値ｈA（ｔ−ＸA）及びｈB（ｔ−ＸA）と、を用いて重み係数Ａ７を決定する。【００７９】
この重み係数Ａ７は、以下の（式７）の値を最大とするｗA（ｔ−ＸA）がコードブックから抽出されることにより決定される。（式７）では、時間ｔで決定される供給局１−１のための重み係数をｗA（ｔ）と表記し、時間ｔで決定される協調局１−２のための重み係数をｗB（ｔ）と表記し、時間ｔで推定される伝搬路推定値ｈAT（ｔ）及びｈBT（ｔ）と表記する。時間（ｔ−ＸB）に決定された重み係数Ｂ１はｗB（ｔ−ＸB）に当て嵌められ、時間（ｔ−ＸA）において決定されている伝搬路推定値は、ｈA（ｔ−ＸA）及びｈB（ｔ−ＸA）に当て嵌められる。【００８０】
【数８】
2011042977.tif 000010
ＰＭＩ選択部２４は、上述のように供給局１−１のための重み係数Ａ７を決定すると、この重み係数Ａ７との組み合わせとなる重み係数Ｂ７をコードブックから選択する。すなわち、決定された重み係数ｗA（ｔ−ＸA）が１つのＰＭＩに対応する場合には、ＰＭＩ選択部２４は、そのＰＭＩにより特定されるＰＭの他の要素を時間（ｔ−ＸA）における重み係数ｗB（ｔ−ＸA）として決定する。【００８１】
但し、決定された重み係数ｗA（ｔ−ＸA）が２つ以上のＰＭＩに対応する場合には、重み係数ｗB（ｔ−ＸA）が一意に決まらず、ＰＭＩ報告値の複数の候補がコードブックから選択される。ＰＭＩ選択部２４は、以下の（式８）が最大となる重み係数ｗB（ｔ−ＸA）をＰＭＩ報告値の候補であるＰＭから選択する。【００８２】
【数９】
2011042977.tif 000011
ところが、受信局２の起動初期等では、上述のように重み係数ｗA（ｔ−ＸA）を計算する際に重み係数ｗB（ｔ−ＸB）が重み係数保持部９２で保持されていない場合がある。この場合は、受信局２が起動されてから最初に重み係数を決定する時間を０とすると、０≦ｔ＜ＸBと示すことができる。【００８３】
このような場合、ＰＭＩ選択部２４は、時刻ｔ−ＸAにおいて、例えば、以下の（式９）を用いて、まず重み係数ｗA（ｔ−ＸA）を決定する。【００８４】
【数１０】
2011042977.tif 000012
ＰＭＩ選択部２４は、（式９）が最大となるような重み係数ｗA（ｔ−ＸA）をコードブックから選択する。このとき、選択された重み係数ｗA（ｔ−ＸA）に対応するＰＭＩが１つである場合には重み係数ｗB（ｔ−ＸA）がコードブックから一意に選択される。【００８５】
選択された重み係数ｗA（ｔ−ＸA）に対応するＰＭＩが２つ以上である場合には、重み係数ｗB（ｔ−ＸA）が一意に決定されないので、ＰＭＩ選択部２４は、上記（式８）が最大となる重み係数ｗB（ｔ−ＸA）をＰＭＩ報告値の候補であるＰＭから選択する。【００８６】
上述の説明では、（式７）を用いた説明を行うために、時間（ｔ−ＸA）において受信局２で重み係数を決定する場合を想定し、受信局２の遅延時間取得部９１が報告遅延時間ＸA及びＸBを取得し、これら報告遅延時間ＸA及びＸBを用いて各重み係数が決定される旨の説明を行った。しかしながら、このような構成は、遅延時間取得部９１が供給局１−１と協調局１−２との間の遅延時間ＸC（＝ＸB−ＸA）を取得し、このＸCを用いて各重み係数が決定される構成と同じことを意味する。【００８７】
すなわち、時間ｔにおいて受信局２で重み係数を決定する場合には、ＸC時間前に協調局１−２のために決定された重み係数ｗB（ｔ−ＸC）が上述の説明における重み係数ｗB（ｔ−ＸA）と同一である。この場合、ＰＭＩ選択部２４は、重み係数保持部９２から重み係数ｗB（ｔ−ＸC）を取得し、この重み係数ｗB（ｔ−ＸC）と伝搬路推定値ｈA（ｔ）及びｈB（ｔ）とを用いて以下の（式１０）が最大となる重み係数ｗAをコードブックから選択する。【００８８】
【数１１】
2011042977.tif 000013
なお、上述のように実施例３では、受信局２の受信アンテナが１つの場合について説明されたが、受信局２の受信アンテナが２つ以上の場合でも、同様の構成で実現することが可能である。受信局２の受信アンテナがＮrである場合には、伝搬路推定値ｈA及びｈBのサイズが、それぞれ、ＮtA×Ｎr，ＮtB×Ｎrとなる。【００８９】
このように実施例３における無線通信システムでは、受信局２は、各送信局に関する報告遅延時間をそれぞれ取得し、かつ、過去に決定された各重み係数をそれぞれ保持する。受信局２は、この取得された各報告遅延時間を考慮することにより、最も報告遅延時間が大きい協調局１−２のために過去に決定された重み係数を用いて、その重み係数がその協調局１−２で利用されるタイミングで供給局１−１で利用されるであろう重み係数を決定する。【００９０】
これにより、実施例３によれば、供給局１−１で利用される重み係数は、協調局１−１にとって最新の伝搬環境が反映されており、かつ、協調局１−２で協調して送信される信号に適用される重み係数と最適な組み合わせとなる。結果、ＣｏＭＰを適用した受信局２での受信信号の受信品質を向上させることができる。
【実施例４】
【００９１】
実施例３における受信局２は、或る送信タイミングｔに最も報告遅延時間（ＸB）の大きい協調局１−２で受信局２に対して適用される重み係数ｗB（ｔ−ＸB）を用いてその送信タイミングｔに供給局１−１でその受信局２に対して適用される重み係数ｗA（ｔ−ＸA）を決定した。実施例４における受信局２は、協調局１−２で適用される重み係数ｗBに所定の固定値を用いる。【００９２】
実施例４における無線通信システムは、実施例１と同様の構成を有する。送信局１−１及び１−２の構成は、実施例１と同様である（図４参照）。以下、他の実施例と異なる送信局１−１及び１−２の各処理についてのみ説明する。【００９３】
実施例４では、協調局１−２のＣｏＭＰ制御部１０は、受信局２に対して自身が協調局であることを認識すると、ＰＭ選択部１３１にその旨を通知する。これにより、ＰＭ選択部１３１は、受信局２に対して適用する重み係数を所定の固定値に決定する。一方、供給局１−１のＣｏＭＰ制御部１０は、受信局２に対して自身が供給局であることを認識した場合、受信局２から送られた信号から復調部１８による復調処理で得られるＰＭＩ報告値を協調局１−２へ転送しない。なお、協調局１−２で利用される重み係数ｗBの所定固定値は、基地局制御装置（図示せず）等の他のノードから通知されるようにしてもよいし、システムで予め決められている値を各送信局が有するようにしてもよい。供給局１−１は、例えばＣｏＭＰを開始するときの受信局２との間の通信シーケンスにおいて、その重み係数ｗBの所定固定値を受信局２へ通知する。また、受信局２についても重み係数ｗBの所定固定値を予め保持するようにしてもよい。【００９４】
受信局２の構成は、実施例１と同様である（図２参照）。以下、実施例１と異なる受信局２の各処理についてのみ説明する。【００９５】
受信局２のＰＭＩ選択部２４は、時間（ｔ−ＸA）において、伝搬路推定部２３から伝搬路推定値ｈA（ｔ−ＸA）及びｈB（ｔ−ＸA）が入力されると、固定値である重み係数ｗBを用いて、以下の（式１１）が最大となる重み係数ｗA（ｔ−ＸA）をコードブックから選択する。【００９６】
【数１２】
2011042977.tif 000014
このように協調局１−２が予め決められた固定値の重み係数ｗBを用いてプリコーディングを行うため、システムで保持されるコードブックに含まれる各ＰＭの協調局１−２のための要素は同一値となる。【００９７】
図１１は、実施例４におけるＰＭＩ選択処理を示す概念図である。図１１は、受信局２が１ｍｓおきにＰＭＩ報告値を供給局１−１に報告する例が示される。また、図１１は、説明の便宜のために、供給局１−１の報告遅延時間ＸA＝２ｍｓとして示されている。【００９８】
図１１に示されるように、受信局２は、いずれのタイミングにおいても予め決められた固定値の重み係数ｗBを用いて供給局１−１のための重み係数を決定する。供給局１−１は、受信局２からＰＭＩ報告値を受け、このＰＭＩ報告値で特定されるＰＭの所定要素の重み係数を用いて受信局２宛ての信号をプリコーディングする。協調局１−２は、いずれのタイミングにおいても予め決められた固定値の重み係数ｗBを用いて受信局２宛ての信号をプリコーディングする。【００９９】
このように実施例４では、協調局１−２が予め決められた固定値の重み係数ｗBを用いるため、供給局１−１と協調局１−２との間のＰＭＩ報告値の転送遅延が生じない。このため、供給局１−１でプリコーディングに用いられる重み係数に反映された伝搬路状態とその重み係数でプリコーディングされた信号が送信される際の伝搬路状態との相関が大きくなる。従って、供給局１−１から送信されたデータの受信局２での受信品質を向上させることができる。供給局１−１ではなく協調局１−２において固定の重み係数を用いるのは、供給局１−１と協調局１−２との間の通信遅延が大きいため、協調局１−２で適用される重み係数に反映された伝搬環境が実際に送信されるときの伝搬環境と相関がどうしても小さくなってしまうからである。【０１００】
図１２は、実施例４における手法を用いた場合と従来手法を用いた場合との各計算機シミュレーションの結果を示す図である。各シミュレーションでは、供給局１−１及び協調局１−２がそれぞれ１つの送信アンテナでＣｏＭＰを行った場合を想定した。伝搬環境として３ＧＰＰで定義されているパスモデルの一つであるＥｘｔｅｎｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ａが用いられ、受信局２である移動端末（ＭＳ）の移動速度が５ｋｍ／ｈに設定された。図１２では、シミュレーション結果として、ＳＮＲとスループットとの関係が示されている。【０１０１】
符号５０は、従来手法を用いた場合のシミュレーション結果を示す。従来手法では、供給局１−１と協調局１−２との間の転送遅延が４０ｍｓに設定され、供給局１−１及び協調局１−２が１つのＰＭＩ報告値の各要素となる各重み係数がそれぞれ用いられてプリコーディングされる。なお、供給局１−１と協調局１−２との間の転送遅延として設定された４０ｍｓは、Ｘ２インタフェースが用いられる場合の一般的な転送遅延として知られている値である。符号６０は、実施例４の手法、即ち、協調局１−２が所定固定値の重み係数を用いてプリコーディングを行う手法を用いた場合のシミュレーション結果を示す。【０１０２】
図１２によれば、実施例４の手法を用いた場合のほうが、従来手法を用いた場合に較べてＳＮＲが約１．５ｄＢから２ｄＢ向上することが分かる。これは、実施例４の手法では、供給局と協調局との間の転送遅延の影響を受けないため、フェージング変動への追従性が高くなるからと考えられる。【０１０３】
上述の実施例４では、協調局１−２で利用される重み係数ｗBが所定の固定値であるとして説明したが、その所定の固有値が１つであることを限定するものではない。例えば、各タイミングにおいて利用される重み係数がｗB1、ｗB2、ｗB3等のようにそれぞれ異なる値として予め決められているようにしてもよい。【０１０４】
［実施例４の変形例］
上述したように実施例４では協調局１−２で利用される重み係数ｗBが所定の固定値に設定された。この場合には、供給局１−１は、以下のようにしてＣｏＭＰの形態を決定するようにしてもよい。【０１０５】
例えば、図１３に示すように、４つの送信局１−１、１−２、１−３及び１−４が存在し、４つの送信アンテナを用いて受信局２に対してＣｏＭＰを実行する場合には、図１４に示すような形態が存在する。図１３は、４つの送信局を備える無線通信システムの構成例を示す図であり、図１４は、送信アンテナの割り当て例を示す図である。【０１０６】
本変形例では、各協調局において１つの送信アンテナがそれぞれ利用されるように決定する。図１４の例では、ケース１（１−１、１−２、１−３）、３（３−１、３−２、３−３）及び６のいずれか１つのケースのうちのいずれか１つの形態が選択される。これは、受信局２における干渉成分を少なくし、できるだけ多くの送信アンテナ数を伝搬路状態に追従したプリコーディングを行える供給局に割り当てるためである。【０１０７】
受信局２が４つの送信局からの信号を受信するような場面において、ＣｏＭＰを行わない場合には、供給局１−１で４つのアンテナを用いて通信することになり、かつ、他の３つの送信局からの信号は受信局２にとって干渉信号となる。一方、ＣｏＭＰを行う場合であっていずれか１つの送信局で２つの送信アンテナを使用した場合には、干渉が発生する。ところが、４つの送信局で１つずつ送信アンテナを用いてＣｏＭＰを行った場合には、全ての受信信号が希望信号成分に変わるため干渉成分がなくなる。従って、４つの送信局でＣｏＭＰを行うと判断された場合には、図１４で示すケース６が最も受信局２において干渉成分を少なくすることができる。【０１０８】
なお、上述の実施例４では、協調局で利用される重み係数を固定にし、供給局で利用される重み係数のみが適応的に制御される。よって、伝搬路に追従して重み係数が制御される供給局の送信アンテナ本数が多いほうが、受信局２での受信性能は良くなる。よって、３つの送信局でＣｏＭＰを行うと判断された場合には、例えば、ケース３−１が選ばれる。【０１０９】
以上から、本変形例では、４つの送信アンテナを用いて受信局２に対してＣｏＭＰを実行する場合、即ち、図１４に示すような場合には、以下のような形態が選択される。
（１）４つの送信アンテナを用いて４つの送信局でＣｏＭＰを実行する場合、図１４に示される全ケースのうちケース６が選択される。
（２）４つの送信アンテナを用いて３つの送信局（供給局１−１、協調局１−２、協調局１−３）でＣｏＭＰを実行する場合、図１４に示されるケース１−１、１−２、２−１、２−２、３−１、４−１、４−２、５−１、５−３のうち、ケース３−１が選択される。
（３）４つの送信アンテナを用いて３つの送信局（供給局１−１、協調局１−２、協調局１−４）でＣｏＭＰを実行する場合、図１４に示される送信局１−３の欄が“０”に設定されているケースのうち、ケース３−２が選択される。
（４）４つの送信アンテナを用いて３つの送信局（供給局１−１、協調局１−３、協調局１−４）でＣｏＭＰを実行する場合、図１４に示される送信局１−２の欄が“０”に設定されているケースのうち、ケース３−３が選択される。
（５）４つの送信アンテナを用いて２つの送信局（供給局１−１、協調局１−２）でＣｏＭＰを実行する場合、図１４に示される送信局１−３及び送信局１−４の各欄が共に“０”に設定されているケースのうち、ケース１−１が選択される。
（６）４つの送信アンテナを用いて２つの送信局（供給局１−１、協調局１−３）でＣｏＭＰを実行する場合、図１４に示される送信局１−２及び送信局１−４の各欄が共に“０”に設定されているケースのうち、ケース１−２が選択される。
（７）４つの送信アンテナを用いて２つの送信局（供給局１−１、協調局１−４）でＣｏＭＰを実行する場合、図１４に示される送信局１−２及び送信局１−３の各欄が共に“０”に設定されているケースのうち、ケース１−３が選択される。【０１１０】
図１５は、実施例４の変形例における受信局２の一部構成例を示す図である。受信局２は、その構成の一部に、実施例１で示した構成に加えて、受信電力測定部８１を含む。このユニットは、ソフトウェアの構成要素又はハードウェアの構成要素、若しくはこれらの組み合わせとして実現される（＜その他＞の項参照）。【０１１１】
受信電力測定部８１は、受信側無線部２２で処理されることにより、各送信局１−１、１−２、１−３及び１−４からの各信号に分離された各受信信号を受けると、各受信信号の受信電力をそれぞれ測定する。受信電力測定部８１は、測定された各受信信号の受信電力をチャネル符号化部２５へ送る。これら各受信信号の受信電力は、チャネル符号化部２５、変調部２６及び送信側無線部２７で処理された後、送信アンテナ２８から供給局１−１へ送出される。例えば、この各受信電力の供給局１−１への送信は、受信局２に対するＣｏＭＰを開始する際の処理の一環として行われる。【０１１２】
供給局１−１のＣｏＭＰ制御部１０は、受信局２から送信された各受信電力を受けると、上述したような手法により、図１４で示すケース１、３及び６のうちのいずれか１つのケースを選択し、かつ、この選択されたケースのうちのいずれか１つの形態を受信局２に対するＣｏＭＰの形態として選択する。ＣｏＭＰ制御部１０は、各受信電力を所定の閾値とそれぞれ比較することにより、当該所定の閾値よりも低い受信電力となった送信局をＣｏＭＰ形態から除外する。例えば、送信局１−２、１−３及び１−４が受信局２に対するＣｏＭＰの協調局の候補として挙げられている場合に、所定閾値よりも低い受信電力が１つと判定されると、ケース３（３−１、３−２及び３−３のいずれか１つ）が選択される。【０１１３】
ＣｏＭＰ制御部１０は、更に、所定閾値よりも低い受信電力となった送信局をその選択されたケースから除外することにより、いずれか１つの形態を受信局２に対するＣｏＭＰの形態として選択する。例えば、ケース３が選択されている場合で送信局１−４の受信電力が所定閾値よりも低いと判定された場合には、ケース３−１（図１４の矢印）が選択される。この場合には、送信局１−２及び１−３がそれぞれ協調局として設定され、供給局１−１が２本の送信アンテナを用い、協調局１−２及び１−３がそれぞれ１本の送信アンテナを用いる形態に決定される。【０１１４】
ＣｏＭＰ制御部１０は、このように決定されたＣｏＭＰ形態をシステム内インタフェース制御部１９を介して協調局１−２及び１−３に通知する。更に、ＣｏＭＰ制御部１０は、決定されたＣｏＭＰ形態を所定のチャネルを用いて受信局２へ通知する。本変形例の無線通信システムでは、このような処理が行われた後に、受信局２に対するＣｏＭＰが実行される。【０１１５】
このＣｏＭＰでは、協調局に決定された各送信局は、そのＣｏＭＰ形態に応じて対象となるアンテナから送信される信号のプリコーディングに用いる重み係数に実施例４に示すように所定の固定値を用いる。【０１１６】
［その他］
〔ハードウェアの構成要素（Component）及びソフトウェアの構成要素（Component）について〕
ハードウェアの構成要素とは、ハードウェア回路であり、例えば、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ゲートアレイ、論理ゲートの組み合わせ、信号処理回路、アナログ回路等がある。【０１１７】
ソフトウェアの構成要素とは、ソフトウェアとして上記機能を実現する部品（断片）であり、そのソフトウェアを実現する言語、開発環境等を限定する概念ではない。ソフトウェアの構成要素としては、例えば、タスク、プロセス、スレッド、ドライバ、ファームウェア、データベース、テーブル、関数、プロシジャ、サブルーチン、プログラムコードの所定の部分、データ構造、配列、変数、パラメータ等がある。これらソフトウェアの構成要素は、１又は複数のメモリ（１または複数のプロセッサ（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等）上で実現される。【０１１８】
なお、上述の各実施形態は、上記各処理部の実現手法を限定するものではないため、上記各処理部は、上記ハードウェアの構成要素又はソフトウェアの構成要素若しくはこれらの組み合わせとして、本技術分野の通常の技術者において実現可能な手法により構成されていればよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１−１  基地局（送信局、供給局）
１−２、１−３、１−４  基地局（送信局、協調局）
２  移動端末（受信局）
１０  ＣｏＭＰ制御部
１１  チャネル符号化部
１２  変調部
１３  プリコーディング部
１４  送信側無線部
１５−１から１５−Ｎ  送信アンテナ
１６  受信アンテナ
１７  受信側無線部
１８  復調部
１９  システム内インタフェース制御部
２１  受信アンテナ
２２  受信側無線部
２３  伝搬路推定部
２４  ＰＭＩ選択部
２５  チャネル符号化部
２６  変調部
２７  送信側無線部
２８  送信アンテナ
８１  受信電力測定部
９１  遅延時間取得部
９２  重み係数保持部
１３１  ＰＭ選択部
１３２  ＰＭＩ報告値保持部
１３３  コードブック
【図１】
2011042977.tif 000015
【図２】
2011042977.tif 000016
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2011042977.tif 000028
【図１５】
2011042977.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月25日(2012.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局のうちの少なくとも第１基地局及び第２基地局が協調して移動端末宛てのデータ信号をそれぞれ送信する無線通信システムにおいて、
前記第１基地局が、
前記第１基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値、及び、前記第２基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値に応じて決定された第１基地局用の重み係数と第２基地局用の重み係数との組み合わせを示す特定情報を前記移動端末から受信する無線受信部と、
前記無線受信部により受信された特定情報を前記第２基地局へ転送する転送部と、
前記無線受信部により受信された特定情報のうち最新の特定情報により特定される第１基地局用の重み係数を用いて、前記第１基地局及び前記第２基地局が所定タイミングで前記移動端末へ協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第１プリコーディング部と、
を含み、
前記第２基地局が、
前記第１基地局から転送された特定情報を受信する情報受信部と、
前記情報受信部により受信された特定情報のうちの最新の特定情報であって前記所定タイミングで協調送信するためのデータ信号のプリコーディングに用いられた第１基地局用の重み係数とは異なる特定情報によって特定される第２基地局用の重み係数を用いて、前記所定タイミングで前記第１基地局から送信されるデータ信号と協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第２プリコーディング部と、
を含むことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第１基地局は、
前記第１基地局と前記第２基地局との間の通信遅延時間を前記移動端末へ通知する通知部を更に含み、
前記第１基地局用の重み係数は、前記通信遅延時間前に決定された第２基地局用の重み係数であって該第１基地局用の重み係数でプリコーディングされるデータ信号と協調して前記第２基地局から送信されるデータ信号に対して前記第２プリコーディング部で利用される第２基地局用の重み係数を用いて決定された値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
複数の基地局のうちの少なくとも第１基地局及び第２基地局が協調して移動端末宛てのデータ信号をそれぞれ送信する無線通信システムにおいて、
前記第１基地局が、
前記第１基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値、及び、前記第２基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態の推定値に応じて決定された第１基地局用の重み係数を示す特定情報を前記移動端末から受信する無線受信部と、
前記無線受信部により受信された特定情報のうち最新の特定情報により特定される第１基地局用の重み係数を用いて、前記第１基地局及び前記第２基地局が所定タイミングで前記移動端末へ協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第１プリコーディング部と、
を含み、
前記第２基地局が、
予め決められた固定値である前記第２基地局用の重み係数を用いて、前記所定タイミングで前記第１基地局から送信されるデータ信号と協調送信するためのデータ信号をプリコーディングする第２プリコーディング部と、
を含む、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
前記第１基地局は、
前記第１基地局と協調して前記移動端末宛てのデータ信号を送信する前記第２基地局以外の他の基地局、及び、前記第２基地局からの各信号の前記移動端末での受信状況をそれぞれ示す各状況情報を前記移動端末からそれぞれ受信する状況情報受信部と、
前記状況情報受信部により受信された前記各状況情報に基づいて、前記移動端末宛てに協調送信されるデータ信号を送信するための前記第１基地局の送信アンテナ数を決定し、更に、前記第２基地局及び前記他の基地局の中から、前記第１基地局と協調して前記移動端末宛てのデータ信号を送信する少なくとも１つの基地局を決定する形態決定部と、
を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
少なくとも第１基地局及び第２基地局が協調して送信するデータ信号をそれぞれ受信する移動端末において、
前記第１基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態を示す第１推定値、及び、前記第２基地局と前記移動端末との間の伝搬路状態を示す第２推定値をそれぞれ算出する算出部と、
前記第１基地局でのプリコーディングに利用される第１重み係数と前記第２基地局でのプリコーディングに利用される第２重み係数との複数の組み合わせを格納する格納部と、
前記算出部で算出された第１推定値及び第２推定値を用いて前記移動端末宛てに第１基地局及び第２基地局から協調送信されるデータ信号のプリコーディングに利用される第１重み係数と第２重み係数との組み合わせを前記格納部に格納される複数の組み合わせの中から選択する選択部と、
前記選択部で選択された組み合わせを特定するための特定情報をその選択されたタイミング毎に保持する保持部と、
前記第１基地局と前記第２基地局との間の通信遅延時間を前記第１基地局から受信する受信部と、
を備え、
前記選択部は、前記第１基地局及び前記第２基地局が前記移動端末へ協調送信するデータ信号のプリコーディングに利用される第１重み係数と第２重み係数との組み合わせを選択する際に、前記受信部で受信された通信遅延時間前に選択された組み合わせに含まれる第２重み係数を前記保持部から取得し、前記格納部に格納される該取得された第２重み係数を含む組み合わせの中から、前記算出部で算出された第１推定値及び第２推定値に基づ
いて第１重み係数を決定する、
ことを特徴とする移動端末。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
最もＰＭＩ報告値が遅く到達する協調局１−３を基点とすると、時間ｔ１０において、協調局１−３では、最新の伝搬環境を反映するＰＭＩ（１）が利用される。一方で、時間ｔ１０において供給局１−１にはＰＭＩ（１）からＰＭＩ（９）までのＰＭＩ報告値が受信されており、協調局１−２にはＰＭＩ（１）からＰＭＩ（３）までのＰＭＩ報告値が受信されている。そこで、実施例２における供給局１−１は、時間ｔ１０においてＰＭＩ報告値であるＰＭＩ（９）を用いてプリコーディングを行い、協調局１−２は、時間ｔ１０においてＰＭＩ報告値であるＰＭＩ（３）を用いてプリコーディングを行う。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
実施例２における無線通信システムによれば、１つの受信局２に対してＣｏＭＰを適用する送信局の数が３以上の場合でも、上述の実施例１と同様に、受信局２での受信品質を向上させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
これにより、実施例３によれば、供給局１−１で利用される重み係数は、協調局１−２にとって最新の伝搬環境が反映されており、かつ、協調局１−２で協調して送信される信号に適用される重み係数と最適な組み合わせとなる。結果、ＣｏＭＰを適用した受信局２での受信信号の受信品質を向上させることができる。
【国際調査報告】
2011042977.tif 000030
2011042977.tif 000031
2011042977.tif 000032